CN101604956B - 一种产生三相正弦波的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种产生三相正弦波的装置，包括相电压产生电路，所述相电压产生电路包括角度产生电路、角度寄存器和相电压波形数据产生电路，根据相位角θ的取值，对某一采样周期内的相位角θ的范围进行判断，并根据判断结论，进行数据变换处理，计算占空比的数据，得到相电压在该采样周期内的占空比数据u，将占空比数据输送到PWM发生器，PWM发生器发出脉冲控制信号，控制开关器件的工作，从而输出某一相相电压波形，将相位角相差120°的三相相电压波形矢量合成得到三相线电压正弦波，当相电压最大值为U时，线电压最大值为2U，并且得到的三相线电压是依序对称的，提高了功率单元中开关器件的电压利用率，从而实现了降低功率单元的供电电压的目的。

Description

一种产生三相正弦波的装置

技术领域

本发明涉及一种产生三相正弦波的装置，属于电力电子技术领域。

背景技术

随着多电平单元级联高压变频器的发展，人们意识到降低变频器功率单元的供电电压，可以提高功率单元的电压利用率，对提高高压变频器的可靠性，降低器件的耐压要求，提高用电效率具有重要意义。众所周知，传统的三相相电压为正弦波时，其线电压为相电压的 

倍，虽然通过采用插入3次谐波的办法，可以适当降低相电压，提高电压利用率，但线电压的波形仍然含有3次谐波。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上缺陷，提供一种产生三相正弦波的装置，该装置可以实现线电压不变时，相电压为线电压的1/2倍，能够有效地降低电气器件的供电电压。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：该装置包括相电压产生电路，所述相电压产生电路包括：

角度产生电路，用于产生随时间变化的相位角θ；

角度寄存器，与角度产生电路电连接，用于存储角度产生电路产生的相位角θ；和

相电压波形数据产生电路，与角度寄存器电连接，用来根据相位角θ的取值，对某一采样周期内的相位角θ的范围进行判断，并根据判断结论，进行数据变换处理，计算占空比的数据，得到相电压在该采样周期内的占空比数据u；

如果θ∈[0，π/6)，则相电压的占空比数据u＝1；

如果θ∈[π/6，π/2)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)-1；

如果θ∈[π/2，5π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)+1；

如果θ∈[5π/6，7π/6)，则相电压的占空比数据u＝-1；

如果θ∈[7π/6，9π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)+1；

如果θ∈[9π/6，11π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)-1；

如果θ∈[11π/6，2π)，则相电压的占空比数据u＝1；

将占空比数据输送到PWM发生器，PWM发生器发出脉冲控制信号，控制开关器件的工作，从而输出某一相相电压波形；

将相位角相差120°的三相相电压波形矢量合成得到三相线电压正弦波；

其中所述相电压产生电路还包括：

周期寄存器，存储有主控制器计算出的实时PWM周期值；

调制深度寄存器，存储有由主控制器根据输出电压计算出的调制度数值；

乘法器，其输入端与相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器电连接，接收相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器输出的信号，并进行乘法运算；

取整运算器，其输入端与乘法器的输出端连接，用于将乘法器的运算结果进行取整运算；和

波形发生器，其输入端与取整运算器的输出端连接，用于将取整运算器的运算结果输出至开关器件以产生相电压波形。

相电压波形数据产生电路的优化方案，所述相电压波形数据产生电路包括：

A相相电压波形数据产生电路、B相相电压波形数据产生电路和C相相电压波形数据产生电路。

乘法器的进一步优化方案，所述乘法器包括A相乘法器、B相乘法器和C相乘法器；

其中，

A相乘法器的输入端与A相相电压波形数据产生电路电连接；

B相乘法器的输入端与B相相电压波形数据产生电路电连接；

C相乘法器的输入端与C相相电压波形数据产生电路电连接。

取整运算器的进一步优化方案，所述取整运算器包括A相取整运算器、B相取整运算器和C相取整运算器；

其中，

A相取整运算器的输入端与A相乘法器连接；

B相取整运算器的输入端与B相乘法器连接；

C相取整运算器的输入端与C相乘法器连接。

波形发生器的进一步优化方案，所述波形发生器包括A相波形发生器、B相波形发生器和C相波形发生器；

其中，

A相波形发生器与A相取整运算器连接；

B相波形发生器与B相取整运算器连接；

C相波形发生器与C相取整运算器连接。

角度产生电路的进一步优化方案，所述角度产生电路包括：

增量角存储器，用来存储一个预置的角度增量值，该值由主控制器根据输出频率进行更新；

累加器，与增量角存储器和时钟电连接，对增量角进行累加操作并将结果输出至角度寄存器；

存储器，与累加器电连接，用于对累加器运算得到的相位角θ进行暂存；

取模运算器，其输入端与存储器及2π存储器电连接，输出端与累加器的输入端连接，用于将存储器内的相位角θ与2π相比；如果相位角θ＜2π，则将该相位角θ输出至累加器，如果相位角θ≥2π，则将该相位角θ取模后输出至累加器；

累加器在时钟信号的作用下，在每个时钟周期内与预置的角度增量值相加，得到的相位角θ输出至角度寄存器和存储器，存储器内的相位角θ经取模运算器后输出至累加器进行循环加法运算。

相电压波形数据产生电路的进一步优化方案，所述A相、B相和C相相电压波形数据产生电路分别包括：

若干个比较运算电路，用于将角度寄存器内的相位角θ与一预置的角度值相 比较，并根据比较的结果进行函数运算；

和

加法器，其输入端分别与若干个比较运算电路的输出端电连接，用于将所述若干个比较运算电路的运算结果进行逻辑加运算，并将结果输出至乘法器。

比较运算电路的进一步优化方案，所述比较运算电路的数量为7；其中

第一比较运算电路包括：

比较器1，其输入端与角度寄存器和π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与π/6相比较；

相电压函数运算电路1，其输入端与比较器1的输出端连接，用于根据比较器1的比较结果通过函数u＝1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

第二比较运算电路的一种具体优化方案，所述第二比较运算电路包括：

比较器2，其输入端与角度寄存器和π/2存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与π/2相比较；

反相器1，其输入端与比较器1的输出端连接，用于根据比较器1的输出信号进行运算；

与门1，其输入端与比较器2和反相器1的输出端连接，用于根据比较器2和反相器1的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路2，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ-π/6)-1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器1，其输入端与与门1和相电压函数运算电路2的输出端连接，用于根据与门1和相电压函数运算电路2的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第三比较运算电路的一种具体优化方案，所述第三比较运算电路包括：

比较器3，其输入端与角度寄存器和5π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与5π/6相比较；

反相器2，其输入端与比较器2的输出端连接，用于根据比较器2的输出信 号进行运算；

与门2，其输入端与比较器3和反相器2的输出端连接，用于根据比较器3和反相器2的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路3，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ+π/6)+1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器2，其输入端与与门2和相电压函数运算电路3的输出端连接，用于根据与门2和相电压函数运算电路3的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第四比较运算电路的一种具体优化方案，所述第四比较运算电路包括：

比较器4，其输入端与角度寄存器和7π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与7π/6相比较；

反相器3，其输入端与比较器3的输出端连接，用于根据比较器3的输出信号进行运算；

与门3，其输入端与比较器4和反相器3的输出端连接，用于根据比较器4和反相器3的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路4，其输入端与与门3的输出端连接，用于根据与门3的输出信号通过函数u＝-1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

第五比较运算电路的一种具体优化方案，所述第五比较运算电路包括：

比较器5，其输入端与角度寄存器和9π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与9π/6相比较；

反相器4，其输入端与比较器4的输出端连接，用于根据比较器4的输出信号进行运算；

与门4，其输入端与比较器5和反相器4的输出端连接，用于根据比较器5和反相器4的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路5，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ-π/6)+1对相电压的占空比数据进行计 算；

乘法器3，其输入端与与门4和相电压函数运算电路5的输出端连接，用于根据与门4和相电压函数运算电路5的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第六比较运算电路的一种具体优化方案，所述第六比较运算电路包括：

比较器6，其输入端与角度寄存器和11π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与11π/6相比较；

反相器5，其输入端与比较器5的输出端连接，用于根据比较器5的输出信号进行运算；

与门5，其输入端与比较器6和反相器5的输出端连接，用于根据比较器6和反相器5的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路6，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ+π/6)-1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器4，其输入端与与门5和相电压函数运算电路6的输出端连接，用于根据与门5和相电压函数运算电路6的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第七比较运算电路的一种具体优化方案，所述第七比较运算电路包括：

比较器7，其输入端与角度寄存器和2π存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与2π/相比较；

反相器6，其输入端与比较器6的输出端连接，用于根据比较器6的输出信号进行运算；

与门6，其输入端与比较器7和反相器6的输出端连接，用于根据比较器7和反相器6的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路7，其输入端与与门6的输出端连接，用于根据与门6的输出信号通过函数u＝1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

本发明中的相电压函数运算电路是本领域的技术人员不经过创造性的劳动 即能够实现的，其可以使用通用的元器件电连接而成，也可以采用集成芯片的方式实现，实现的方式多种多样，为本领域的通用技术，例如可以利用美国Altera公司生产的型号为epM240T10015N的cpld芯片，使用硬件描述语言VHDL对函数运算公式进行硬件描述，通过编程环境Quarpus II对芯片编程来实现的。

本发明中的角度寄存器、周期寄存器、调制深度寄存器、乘法器、取整运算器、波形发生器，增量角存储器、累加器、存储器、取模运算器、比较器、反相器1、与门1及加法器均为公知的元器件。

本发明采用以上技术方案，与现有技术方案相比具有以下优点：采用本技术方案后，当相电压最大值为U时，线电压最大值为2U，并且得到的三相线电压是依序对称的。与传统的三相相电压为正弦波时，线电压为相电压的 

倍相比，提高了功率单元中开关器件的电压利用率，从而实现了降低功率单元的供电电压的目的。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

附图说明

附图1为本发明实施例中多电平级联高压变频器的拓扑结构图；

附图2为本发明实施例中相电压产生电路的框图；

附图3为本发明实施例中角度产生电路的框图；

附图4为本发明实施例中相电压波形数据产生电路的结构示意图；

附图5为本发明实施例中相电压的波形图；

附图6为本发明实施例中线电压的波形图。

具体实施方式

实施例，以多电平级联高压变频器为例对本发明进行详细说明。

图1为多电平级联高压变频器的拓扑结构图。星形连接的三相电源，A相电源上串联有9个A相功率单元，B相电源上串联有9个B相功率单元，C相电源上串联有9个C相功率单元，每个功率单元分别包括PWM发生器和开关器件，A相功率单元、B相功率单元和C相功率单元分别与相电压产生电路电连接。

图2为产生三相正弦波的装置中相电压产生电路的框图，相电压产生电路包括：

角度产生电路，用于产生变化的相位角θ；

角度寄存器，与角度产生电路电连接，用于存储角度产生电路产生的相位角θ；和

周期寄存器，存储有主控制器计算出的实时PWM周期值；

调制深度寄存器，存储有由主控制器根据输出电压计算出的调制度数值；

相电压波形数据产生电路包括A相相电压波形数据产生电路、B相相电压波形数据产生电路和C相相电压波形数据产生电路，A相、B相和C相的电角相差120°，三个相电压波形数据产生电路分别与角度寄存器电连接，用来对某一采样周期内的相位角θ进行数据变换处理，得到三相相电压在该采样周期内的占空比数据u。

乘法器包括A相乘法器、B相乘法器和C相乘法器，A相乘法器的输入端与A相相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器电连接，B相乘法器的输入端与B相相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器电连接，C相乘法器的输入端与C相相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器电连接，用来接收相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器输出的信号，并进行乘法运算；

取整运算器包括A相取整运算器、B相取整运算器和C相取整运算器，A相取整运算器的输入端与A相乘法器连接，B相取整运算器的输入端与B相乘法器连接，C相取整运算器的输入端与C相乘法器连接，用于将乘法器的运算结果进行取整运算；

波形发生器包括A相波形发生器、B相波形发生器和C相波形发生器，A相波形发生器与A相取整运算器连接，B相波形发生器与B相取整运算器连接，C相波形发生器与C相取整运算器连接，用于将取整运算器的运算结果输出至开关器件以产生相电压波形。

图3为角度产生电路的框图。角度产生电路包括：

增量角存储器，用来存储一个预置的角度增量值，该值由主控制器根据输出频率进行更新；

累加器，与增量角存储器和时钟电连接，对增量角进行累加操作并将结果 输出至角度寄存器；

存储器，与累加器电连接，用于对累加器运算得到的相位角θ进行暂存；

取模运算器，其输入端与存储器及2π存储器电连接，输出端与累加器的输入端连接，用于将存储器内的相位角θ与2π相比；如果相位角θ＜2π，则将该相位角θ输出至累加器，如果相位角θ≥2π，则将该相位角取模后输出至累加器；

累加器在时钟信号的作用下，在每个时钟周期内与预置的角度增量值相加，得到的相位角θ输出至角度寄存器和存储器，存储器内的相位角θ经取模运算器后输出至累加器进行循环加法运算。

图4为相电压波形数据产生电路的结构示意图。

A相相电压波形数据产生电路、B相相电压波形数据产生电路和C相相电压波形数据产生电路具有相同的结构，分别包括：

7个比较运算电路，用于将角度寄存器内的相位角θ与一预置的角度值相比较，并根据比较的结果进行函数运算；

加法器，其输入端分别与7个比较运算电路的输出端电连接，用于将所述7个比较运算电路的运算结果进行逻辑加运算，并将结果输出至乘法器。

第一比较运算电路包括：

比较器1，其输入端与角度寄存器和π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与π/6相比较；

相电压函数运算电路1，其输入端与比较器1的输出端连接，用于根据比较器1的比较结果通过函数u＝1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

所述第二比较运算电路包括：

比较器2，其输入端与角度寄存器和π/2存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与π/2相比较；

反相器1，其输入端与比较器1的输出端连接，用于根据比较器1的输出信号进行运算；

与门1，其输入端与比较器2和反相器1的输出端连接，用于根据比较器2和反相器1的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路2，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ-π/6)-1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器1，其输入端与与门1和相电压函数运算电路2的输出端连接，用于根据与门1和相电压函数运算电路2的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第三比较运算电路包括：

比较器3，其输入端与角度寄存器和5π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与5π/6相比较；

反相器2，其输入端与比较器2的输出端连接，用于根据比较器2的输出信号进行运算；

与门2，其输入端与比较器3和反相器2的输出端连接，用于根据比较器3和反相器2的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路3，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ+π/6)+1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器2，其输入端与与门2和相电压函数运算电路3的输出端连接，用于根据与门2和相电压函数运算电路3的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第四比较运算电路包括：

比较器4，其输入端与角度寄存器和7π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与7π/6相比较；

反相器3，其输入端与比较器3的输出端连接，用于根据比较器3的输出信号进行运算；

与门3，其输入端与比较器4和反相器3的输出端连接，用于根据比较器4和反相器3的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路4，其输入端与与门3的输出端连接，用于根据与门3的输出信号通过函数u＝-1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加 法器。

第五比较运算电路包括：

比较器5，其输入端与角度寄存器和9π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与9π/6相比较；

反相器4，其输入端与比较器4的输出端连接，用于根据比较器4的输出信号进行运算；

与门4，其输入端与比较器5和反相器4的输出端连接，用于根据比较器5和反相器4的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路5，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ-π/6)+1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器3，其输入端与与门4和相电压函数运算电路5的输出端连接，用于根据与门4和相电压函数运算电路5的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第六比较运算电路包括：

比较器6，其输入端与角度寄存器和11π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与11π/6相比较；

反相器5，其输入端与比较器5的输出端连接，用于根据比较器5的输出信号进行运算；

与门5，其输入端与比较器6和反相器5的输出端连接，用于根据比较器6和反相器5的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路6，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ+π/6)-1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器4，其输入端与与门5和相电压函数运算电路6的输出端连接，用于根据与门5和相电压函数运算电路6的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

第七比较运算电路包括：

比较器7，其输入端与角度寄存器和2π存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与2π/相比较；

反相器6，其输入端与比较器6的输出端连接，用于根据比较器6的输出信号进行运算；

与门6，其输入端与比较器7和反相器6的输出端连接，用于根据比较器7和反相器6的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路7，其输入端与与门6的输出端连接，用于根据与门6的输出信号通过函数u＝1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

以上7个相电压函数运算电路是利用美国Altera公司生产的型号为epM240T10015N的cpld芯片，使用硬件描述语言VHDL对函数运算公式进行硬件描述，通过编程环境Quarpus II对芯片进行编程来实现的。

三相正弦波的产生方法包括以下步骤：

角度产生步骤，用于产生随时间变化的相位角θ；

相电压波形数据产生步骤，用来根据相位角θ的取值，对某一采样周期内相位角θ的范围进行判断，并根据判断结论，进行数据变换处理，计算占空比的数据，得到相电压在该采样周期内的占空比数据u；

如果θ∈[0，π/6)，则相电压的占空比数据u＝1；

如果θ∈[π/6，π/2)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)-1；

如果θ∈[π/2，5π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)+1；

如果θ∈[5π/6，7π/6)，则相电压的占空比数据u＝-1；

如果θ∈[7π/6，9π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)+1；

如果θ∈[9π/6，11π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)-1；

如果θ∈[11π/6，2π)，则相电压的占空比数据u＝1；

将占空比数据输送到PWM发生器，PWM发生器发出脉冲控制信号，控制开关器件的工作，从而输出某一相相电压波形；

将相位角相差120°的三相相电压波形矢量合成得到三相线电压正弦波。

下面以A相相电压波形产生为例详细说明相电压波形的产生。

(1)7个比较器分别从角度寄存器读取相位角θ；

(2)如果相位角θ∈[0，π/6)，则比较器1、比较器2、比较器3、比较器4、比较器5、比较器6和比较器7分别输出“1”；

第一比较运算电路中比较器1输出“1”至相电压函数运算电路1，相电压函数运算电路1得电运行，得到相电压的占空比数据u＝1，并将结果输出至加法器；

第二比较运算电路中比较器2输出“1”至与门1，反相器1将比较器1输出的“1”反相后输出“0”至与门1，与门1输出“0”至乘法器1，则乘法器1输出“0”至加法器；

第三比较运算电路中比较器3输出“1”至与门2，反相器2将比较器2输出的“1”反相后输出“0”至与门2，与门2输出“0”至乘法器2，则乘法器2输出“0”至加法器；

第四比较运算电路中比较器4输出“1”至与门3，反相器3将比较器3输出的“1”反相后输出“0”至与门3，与门3输出“0”至相电压函数运算电路4，相电压函数运算电路4输出“0”至加法器；

第五比较运算电路中比较器5输出“1”至与门4，反相器4将比较器4输出的“1”反相后输出“0”至与门4，与门4输出“0”至乘法器3，则乘法器3输出“0”至加法器；

第六比较运算电路中比较器6输出“1”至与门5，反相器5将比较器5输出的“1”反相后输出“0”至与门5，与门5输出“0”至乘法器4，则乘法器4输出“0”至加法器；

第七比较运算电路中比较器7输出“1”至与门6，反相器6将比较器6输出的“1”反相后输出“0”至与门6，与门6输出“0”至相电压函数运算电路7，相电压函数运算电路7输出“0”至加法器；

加法器将以上7个比较运算电路的运算结果进行加法运算后，输出“1”至A相乘法器；

(3)如果相位角θ∈[π/6，π/2)，则比较器1输出“0”，比较器2、比较器3、比较器4、比较器5、比较器6和比较器7分别输出“1”；

第一比较运算电路中比较器1输出“0”至相电压函数运算电路1，相电压函数运算电路1输出“0”至加法器；

第二比较运算电路中比较器2输出“1”至与门1，反相器1将比较器1输出的“0”反相后输出“1”至与门1，与门1输出“1”至乘法器1，相电压函数运算电路2进行运算，得到相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)-1，并将结果输出至乘法器1，则乘法器1将运算结果输出至加法器；

第三比较运算电路中比较器3输出“1”至与门2，反相器2将比较器2输出的“1”反相后输出“0”至与门2，与门2输出“0”至乘法器2，则乘法器2输出“0”至加法器；

第四比较运算电路中比较器4输出“1”至与门3，反相器3将比较器3输出的“1”反相后输出“0”至与门3，与门3输出“0”至相电压函数运算电路4，相电压函数运算电路4输出“0”至加法器；

第五比较运算电路中比较器5输出“1”至与门4，反相器4将比较器4输出的“1”反相后输出“0”至与门4，与门4输出“0”至乘法器3，则乘法器3输出“0”至加法器；

第六比较运算电路中比较器6输出“1”至与门5，反相器5将比较器5输出的“1”反相后输出“0”至与门5，与门5输出“0”至乘法器4，则乘法器4输出“0”至加法器；

第七比较运算电路中比较器7输出“1”至与门6，反相器6将比较器6输出的“1”反相后输出“0”至与门6，与门6输出“0”至相电压函数运算电路7，相电压函数运算电路7输出“0”至加法器；

加法器将以上7个比较运算电路的运算结果进行加法运算后，输出“2cos(θ-π/6)-1”的计算值至A相乘法器；

(4)如果相位角θ∈[π/2，5π/6)，则比较器1和比较器2输出“0”，比较器3、比较器4、比较器5、比较器6和比较器7分别输出“1”；

第一比较运算电路中比较器1输出“0”至相电压函数运算电路1，相电压函数运算电路1输出“0”至加法器；

第二个比较运算电路中比较器2输出“0”至与门1，反相器1将比较器1 输出的“0”反相后输出“1”至与门1，与门1输出“0”至乘法器1，则乘法器1输出“0”至加法器；

第三比较运算电路中比较器3输出“1”至与门2，反相器2将比较器2输出的“0”反相后输出“1”至与门2，与门2输出“1”至乘法器2，相电压函数运算电路3进行运算，得到相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)+1，并将结果输出至乘法器2，则乘法器2将运算结果输出至加法器；

第四比较运算电路中比较器4输出“1”至与门3，反相器3将比较器3输出的“1”反相后输出“0”至与门3，与门3输出“0”至相电压函数运算电路4，相电压函数运算电路4输出“0”至加法器；

第五比较运算电路中比较器5输出“1”至与门4，反相器4将比较器4输出的“1”反相后输出“0”至与门4，与门4输出“0”至乘法器3，则乘法器3的输出端输出“0”至加法器；

第六比较运算电路中比较器6输出“1”至与门5，反相器5将比较器5输出的“1”反相后输出“0”至与门5，与门5输出“0”至乘法器4，则乘法器4的输出端输出“0”至加法器；

第七比较运算电路中比较器7输出“1”至与门6，反相器6将比较器6输出的“1”反相后输出“0”至与门6，与门6输出“0”至相电压函数运算电路7，相电压函数运算电路7输出“0”至加法器；

加法器将以上7个比较运算电路的运算结果进行加法运算后，输出“2cos(θ+π/6)+1”的计算值至A相乘法器；

(5)如果相位角θ∈[5π/6，7π/6)，则比较器1、比较器2和比较器3分别输出“0”，比较器4、比较器5、比较器6和比较器7分别输出“1”；

第一比较运算电路中比较器1输出“0”至相电压函数运算电路1，相电压函数运算电路1输出“0”至加法器；

第二比较运算电路中比较器2输出“0”至与门1，反相器1将比较器1输出的“0”反相后输出“1”至与门1，与门1输出“0”至乘法器1，则乘法器1输出“0”至加法器；

第三比较运算电路中比较器3输出“0”至与门2，反相器2将比较器2输 出的“1”反相后输出“0”至与门2，与门2输出“0”至乘法器2，则乘法器2输出“0”至加法器；

第四比较运算电路中比较器4输出“1”至与门3，反相器3将比较器3输出的“0”反相后输出“1”至与门3，与门3输出“1”至相电压函数运算电路4，相电压函数运算电路4进行运算，得到相电压的占空比数据u＝-1，并将结果输出至加法器；

第五比较运算电路中比较器5输出“1”至与门4，反相器4将比较器4输出的“1”反相后输出“0”至与门4，与门4输出“0”至乘法器3，则乘法器3的输出端输出“0”至加法器；

第六比较运算电路中比较器6输出“1”至与门5，反相器5将比较器5输出的“1”反相后输出“0”至与门5，与门5输出“0”至乘法器4，则乘法器4的输出端输出“0”至加法器；

第七比较运算电路中比较器7输出“1”至与门6，反相器6将比较器6输出的“1”反相后输出“0”至与门6，与门6输出“0”至相电压函数运算电路7，相电压函数运算电路7输出“0”至加法器；

加法器将以上7个比较运算电路的运算结果进行加法运算后，输出“-1”至A相乘法器；

(6)如果相位角θ∈[7π/6，9π/6)，则比较器1、比较器2、比较器3和比较器4分别输出“0”，比较器5、比较器6和比较器7分别输出“1”；

第一比较运算电路中比较器1输出“0”至相电压函数运算电路1，相电压函数运算电路1输出“0”至加法器；

第二比较运算电路中比较器2输出“0”至与门1，反相器1将比较器1输出的“0”反相后输出“1”至与门1，与门1输出“0”至乘法器1，则乘法器1输出“0”至加法器；

第三比较运算电路中比较器3输出“0”至与门2，反相器2将比较器2输出的“1”反相后输出“0”至与门2，与门2输出“0”至乘法器2，则乘法器2输出“0”至加法器；

第四比较运算电路中比较器4输出“0”至与门3，反相器3将比较器3输 出的“0”反相后输出“1”至与门3，与门3输出“0”至相电压函数运算电路4，相电压函数运算电路4输出“0”至加法器；

第五比较运算电路中比较器5输出“1”至与门4，反相器4将比较器4输出的“0”反相后输出“1”至与门4，与门4输出“1”至乘法器3，相电压函数运算电路4得电进行运算，得到相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)+1，并将结果输出至乘法器3，则乘法器3将运算结果输出至加法器；

第六比较运算电路中比较器6输出“1”至与门5，反相器5将比较器5输出的“1”反相后输出“0”至与门5，与门5输出“0”至乘法器4，则乘法器4的输出端输出“0”至加法器；

第七比较运算电路中比较器7输出“1”至与门6，反相器6将比较器6输出的“1”反相后输出“0”至与门6，与门6输出“0”至相电压函数运算电路7，相电压函数运算电路7输出“0”至加法器；

加法器将以上7个比较运算电路的运算结果进行加法运算后，输出“2cos(θ-π/6)+1”的计算值送至A相乘法器；

(7)如果相位角θ∈[9π/6，11π/6)，则比较器1、比较器2、比较器3、比较器4和比较器5分别输出“0”，比较器6和比较器7输出“1”；

第一比较运算电路中比较器1输出“0”至相电压函数运算电路1，相电压函数运算电路1输出“0”至加法器；

第二比较运算电路中比较器2输出“0”至与门1，反相器1将比较器1输出的“0”反相后输出“1”至与门1，与门1输出“0”至乘法器1，则乘法器1输出“0”至加法器；

第三比较运算电路中比较器3输出“0”至与门2，反相器2将比较器2输出的“1”反相后输出“0”至与门2，与门2输出“0”至乘法器2，则乘法器2输出“0”至加法器；

第四比较运算电路中比较器4输出“0”至与门3，反相器3将比较器3输出的“0”反相后输出“1”至与门3，与门3输出“0”至相电压函数运算电路4，相电压函数运算电路4输出“0”至加法器；

第五比较运算电路中比较器5输出“0”至与门4，反相器4将比较器4输 出的“0”反相后输出“1”至与门4，与门4输出“0”至乘法器3，则乘法器3将“0”输出至加法器；

第六比较运算电路中比较器6输出“1”至与门5，反相器5将比较器5输出的“0”反相后输出“1”至与门5，与门5输出“1”至乘法器4，相电压函数运算电路4得电进行运算，得到相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)-1，则乘法器4将运算结果输出至加法器；

第七比较运算电路中比较器7输出“1”至与门6，反相器6将比较器6输出的“1”反相后输出“0”至与门6，与门6输出“0”至相电压函数运算电路7，相电压函数运算电路7输出“0”至加法器；

加法器将以上7个比较运算电路的运算结果进行加法运算后，输出“2cos(θ+π/6)-1”的计算值至A相乘法器；

(8)如果相位角θ∈[11π/6，2π)，则比较器1、比较器2、比较器3、比较器4、比较器5和比较器6分别输出“0”，比较器7输出“1”；

第一比较运算电路中比较器1输出“0”至相电压函数运算电路1，相电压函数运算电路1输出“0”至加法器；

第二比较运算电路中比较器2输出“0”至与门1，反相器1将比较器1输出的“0”反相后输出“1”至与门1，与门1输出“0”至乘法器1，则乘法器1输出“0”至加法器；

第三比较运算电路中比较器3输出“0”至与门2，反相器2将比较器2输出的“1”反相后输出“0”至与门2，与门2输出“0”至乘法器2，则乘法器2输出“0”至加法器；

第四个比较运算电路中比较器4输出“0”至与门3，反相器3将比较器3输出的“0”反相后输出“1”至与门3，与门3输出“0”至相电压函数运算电路4，相电压函数运算电路4输出“0”至加法器；

第五比较运算电路中比较器5输出“0”至与门4，反相器4将比较器4输出的“0”反相后输出“1”至与门4，与门4输出“0”至乘法器3，则乘法器3将“0”输出至加法器；

第六比较运算电路中比较器6输出“0”至与门5，反相器5将比较器5输 出的“1”反相后输出“0”至与门5，与门5输出“0”至乘法器4，则乘法器4将运算结果输出至加法器；

第七比较运算电路中比较器7输出“1”至与门6，反相器6将比较器6输出的“0”反相后输出“1”至与门6，与门6输出“1”至相电压函数运算电路7，相电压函数运算电路7得电进行运算，得到相电压的占空比数据u＝1，并将结果输出至加法器；

加法器将以上7个比较运算电路的运算结果进行加法运算后，输出“1”至A相乘法器。

再经过A相取整运算器和A相波形发生器及A相开关器件后的A相相电压波形如图5所示。

由于A相相电压波形数据产生电路、B相相电压波形数据产生电路和C相相电压波形数据产生电路具有相同的结构，所以B相和C相的电压波形与A相的电压波形相同。

设A相相电压为u_A＝f(θ)，且以A相相电压作为参考正弦量。

如果θ∈[0，π/6)，所对应的电压为u_A＝U；

如果θ∈[π/6，π/2)，则对应的电压为u_A＝U[2cos(θ-π/6)-1]；

如果θ∈[π/2，5π/6)，则对应的电压为u_A＝U[2cos(θ+π/6)+1]；

如果θ∈[5π/6，7π/6)，则对应的电压为u_A＝-U；

如果θ∈[7π/6，9π/6)，则对应的电压为u_A＝U[2cos(θ-π/6)+1]；

如果θ∈[9π/6，11π/6)，则对应的电压为u_A＝U[2cos(θ+π/6)-1]；

如果θ∈[11π/6，2π)，则对应的电压为u_A＝U；

其中的U为母线电压；

在三相交流电中，B相比A相落后120°，C相比A相超前120°，则B相相电压u_B＝f(θ-120°)，C相相电压u_C＝f(θ+120°)；

例如当A相的相位角θ∈[0，π/6)，此时B相的相位角为θ-2π/3，即θ-2π/3∈[7π/6，9π/6)，所对应的电压为u_B＝U[2cos(θ-π/6)+1]；

按照以上方法可以得到：

当θ∈[π/6，π/2)时，u_B＝U[2cos(θ+π/6)-1]；

当θ∈[π/2，5π/6)时，u_B＝U；

当θ∈[5π/6，7π/6)时，u_B＝U[2cos(θ-π/6)-1]；

当θ∈[7π/6，9π/6)时，u_B＝U[2cos(θ+π/6)+1]；

当θ∈[9π/6，11π/6)时，u_B＝-U；

当θ∈[11π/6，2π)时，u_B＝U[2cos(θ-π/6)+1]。

当A相的相位角θ∈[0，π/6)，C相的相位角为θ+2π/3，即θ+2π/3∈[π/2，5π/6)，所对应的电压为u_C＝U[2cos(θ+π/6)+1]；

按照以上方法可以得到：

当θ∈[π/6，π/2)时，u_C＝-U；

当θ∈[π/2，5π/6)时，u_C＝U[2cos(θ-π/6)+1]；

当θ∈[5π/6，7π/6)时，u_C＝U[2cos(θ+π/6)-1]；

当θ∈[7π/6，9π/6)时，u_C＝U；

当θ∈[9π/6，11π/6)时，u_C＝U[2cos(θ-π/6)-1]；

当θ∈[11π/6，2π)时，u_C＝U[2cos(θ+π/6)+1]。

B相及C相相电压波形如图5所示。

对于对称星形接法的电源，依次设其线电压矢量为 

和 

则

${\stackrel{\·}{u}}_{\mathrm{AB}}={\stackrel{\·}{u}}_A-{\stackrel{\·}{u}}_B;$

${\stackrel{\·}{u}}_{\mathrm{BC}}={\stackrel{\·}{u}}_B-{\stackrel{\·}{u}}_C;$

${\stackrel{\·}{u}}_{\mathrm{CA}}={\stackrel{\·}{u}}_C-{\stackrel{\·}{u}}_A;$

其中， 和 

为相电压矢量。

首先对线电压 

进行计算，计算方法为根据 ${\stackrel{\·}{u}}_{\mathrm{AB}}={\stackrel{\·}{u}}_A-{\stackrel{\·}{u}}_B,$ 在同一相角范围内，将对应的相电压 

和 进行矢量相减即得到同一相角范围内的线电压 

具体计算过程如下：

当θ∈[0，π/6)时，u_AB＝U-U[2cos(θ-π/6)+1]＝2Ucos(θ+5π/6)；

同样道理：

当θ∈[π/6，π/2)时，u_AB＝U[2cos(θ-π/6)-1]-U[2cos(θ+π/6)-1]＝2Ucos(θ+3π/2)；

当θ∈[π/2，5π/6)时，u_AB＝U[2cos(θ+π/6)+1]-U＝2U2cos(θ+π/6)；

当θ∈[5π/6，7π/6)时，u_AB＝-U-U[2cos(θ-π/6)-1]＝2Ucos(θ+5π/6)；

当θ∈[7π/6，9π/6)时，u_A＝U[2cos(θ-π/6)+1]-U[2cos(θ+π/6)+1]＝2Ucos(θ+3π/2)；

当θ∈[9π/6，11π/6)时，u_AB＝U[2cos(θ+π/6)-1]+U＝2Ucos(θ+π/6)；

当θ∈[11π/6，2π)时，u_AB＝U-U[2cos(θ-π/6)+1]＝2Ucos(θ+5π/6)；

同理，根据同样的方法，还可以计算出另外两相线电压，对于 而言计算

如下：

当θ∈[0，π/6)时，u_BC＝U[2cos(θ-π/6)+1]-U[2cos(θ+π/6)+1]＝2Ucos(θ+3π/2)；

当θ∈[π/6，π/2)时，u_BC＝U[2cos(θ+π/6)-1]+U＝2Ucos(θ+π/6)；

当θ∈[π/2，5π/6)时，u_BC＝U-U[2cos(θ-π/6)+1]＝2Ucos(θ+5π/6)；

当θ∈[5π/6，7π/6)时，u_BC＝U[2cos(θ-π/6)-1]-U[2cos(θ+π/6)-1]＝2Ucos(θ+3π/2)；

当θ∈[7π/6，9π/6)时，u_BC＝U[2cos(θ+π/6)+1]-U＝2Ucos(θ+π/6)；

当θ∈[9π/6，11π/6)时，u_BC＝-U-U[2cos(θ-π/6)-1]＝2Ucos(θ+5π/6)；

当θ∈[11π/6，2π)时，u_BC＝U[2cos(θ-π/6)+1]-U[2cos(θ+π/6)+1]＝2Ucos(θ+3π/2)；

对于 

而言计算如下：

当θ∈[0，π/6)时，u_CA＝U[2cos(θ+π/6)+1]-U＝2Ucos(θ+π/6)；

当θ∈[π/6，π/2)时，u_CA＝-U-U[2cos(θ-π/6)-1]＝2Ucos(θ+5π/6)；

当θ∈[π/2，5π/6)时，u_CA＝U[2cos(θ-π/6)+1]-U[2cos(θ+π/6)+1]＝2Ucos(θ+3π/2)；

当θ∈[5π/6，7π/6)时，u_CA＝U[2cos(θ+π/6)-1]+U＝2Ucos(θ+π/6)；

当θ∈[7π/6，9π/6)时，u_CA＝U-U[2cos(θ-π/6)+1]＝2U cos(θ+5π/6)；

当θ∈[9π/6，11π/6)时，u_CA＝U[2cos(θ-π/6)-1]-U[2cos(θ+π/6)-1]＝2Ucos(θ+3π/2)；

当θ∈[11π/6，2π)时，u_CA＝U[2cos(θ+π/6)+1]-U＝2Ucos(θ+π/6)；

最后形成的三相线电压的波形如图6所示。

结论：从以上的计算结果可以看出线电压和相电压之间的关系，当相电压 最大值为U时，线电压最大值为2U，在分段函数的每个相位范围内线电压都是相电压的2倍。并且三相线电压 和 

的正序相位，无论在分段函数的哪个相位范围内，都依次相差120°，即得到的线电压是依序对称的。与传统的三相相电压为正弦波时，线电压为相电压的 

倍相比，提高了功率单元中开关器件的电压利用率，从而实现了降低功率单元的供电电压的目的。

Claims (14)

1.一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：该装置包括相电压产生电路，所述相电压产生电路包括：

角度产生电路，用于产生随时间变化的相位角θ；

角度寄存器，与角度产生电路电连接，用于存储角度产生电路产生的相位角θ；和

相电压波形数据产生电路，与角度寄存器电连接，用来根据相位角θ的取值，对某一采样周期内的相位角θ的范围进行判断，并根据判断结论，进行数据变换处理，计算占空比的数据，得到相电压在该采样周期内的占空比数据u；

如果θ∈[0，π/6)，则相电压的占空比数据u＝1；

如果θ∈[π/6，π/2)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)-1；

如果θ∈[π/2，5π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)+1；

如果θ∈[5π/6，7π/6)，则相电压的占空比数据u＝-1；

如果θ∈[7π/6，9π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ-π/6)+1；

如果θ∈[9π/6，11π/6)，则相电压的占空比数据u＝2cos(θ+π/6)-1；

如果θ∈[11π/6，2π)，则相电压的占空比数据u＝1；

将占空比数据输送到PWM发生器，PWM发生器发出脉冲控制信号，控制开关器件的工作，从而输出某一相相电压波形；

将相位角相差120°的三相相电压波形矢量合成得到三相线电压正弦波；

其中所述相电压产生电路还包括：

周期寄存器，存储有主控制器计算出的实时PWM周期值；

调制深度寄存器，存储有由主控制器根据输出电压计算出的调制度数值；

乘法器，其输入端与相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器电连接，接收相电压波形数据产生电路、周期寄存器和调制深度寄存器输出的信号，并进行乘法运算；

取整运算器，其输入端与乘法器的输出端连接，用于将乘法器的运算结果进行取整运算；和

波形发生器，其输入端与取整运算器的输出端连接，用于将取整运算器的运算结果输出至开关器件以产生相电压波形。

2.如权利要求1所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：所述相电压波形数据产生电路包括：

A相相电压波形数据产生电路、B相相电压波形数据产生电路和C相相电压波形数据产生电路。

3.如权利要求2所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：所述乘法器包括A相乘法器、B相乘法器和C相乘法器；

其中，

A相乘法器的输入端与A相相电压波形数据产生电路电连接；

B相乘法器的输入端与B相相电压波形数据产生电路电连接；

C相乘法器的输入端与C相相电压波形数据产生电路电连接。

4.如权利要求3所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：所述取整运算器包括A相取整运算器、B相取整运算器和C相取整运算器；

其中，

A相取整运算器的输入端与A相乘法器连接；

B相取整运算器的输入端与B相乘法器连接；

C相取整运算器的输入端与C相乘法器连接。

5.如权利要求4所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：所述波形发生器包括A相波形发生器、B相波形发生器和C相波形发生器；

其中，

A相波形发生器与A相取整运算器连接；

B相波形发生器与B相取整运算器连接；

C相波形发生器与C相取整运算器连接。

6.如权利要求2所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：所述角度产生电路包括：

增量角存储器，用来存储一个预置的角度增量值，该值由主控制器根据输出频率进行更新；

累加器，与增量角存储器和时钟电连接，对增量角进行累加操作并将结果输出至角度寄存器；

存储器，与累加器电连接，用于对累加器运算得到的相位角θ进行暂存；

取模运算器，其输入端与存储器及2π存储器电连接，输出端与累加器的输入端连接，用于将存储器内的相位角θ与2π相比；如果相位角θ＜2π，则将该相位角θ输出至累加器，如果相位角θ≥2π，则将该相位角θ取模后输出至累加器；

累加器在时钟的作用下，在每个时钟周期内与预置的角度增量值相加，得到的相位角θ输出至角度寄存器和存储器，存储器内的相位角θ经取模运算器后输出至累加器进行循环加法运算。

7.如权利要求2所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：所述A相相电压波形数据产生电路、B相相电压波形数据产生电路和C相相电压波形数据产生电路分别包括：

若干个比较运算电路，用于将角度寄存器内的相位角θ与一预置的角度值相比较，并根据比较的结果进行函数运算；

和

加法器，其输入端分别与若干个比较运算电路的输出端电连接，用于将所述若干个比较运算电路的运算结果进行逻辑加运算，并将结果输出至乘法器。

8.如权利要求7所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：所述比较运算电路的数量为7个；其中

第一比较运算电路包括：

比较器1，其输入端与角度寄存器和π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与π/6相比较；

相电压函数运算电路1，其输入端与比较器1的输出端连接，用于根据比较器1的比较结果通过函数u＝1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

9.如权利要求8所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：第二比较运算电路包括：

比较器2，其输入端与角度寄存器和π/2存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与π/2相比较；

反相器1，其输入端与比较器1的输出端连接，用于根据比较器1的输出信号进行运算；

与门1，其输入端与比较器2和反相器1的输出端连接，用于根据比较器2和反相器1的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路2，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ-π/6)-1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器1，其输入端与与门1和相电压函数运算电路2的输出端连接，用于根据与门1和相电压函数运算电路2的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

10.如权利要求9所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：第三比较运算电路包括：

比较器3，其输入端与角度寄存器和5π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与5π/6相比较；

反相器2，其输入端与比较器2的输出端连接，用于根据比较器2的输出信号进行运算；

与门2，其输入端与比较器3和反相器2的输出端连接，用于根据比较器3和反相器2的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路3，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ+π/6)+1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器2，其输入端与与门2和相电压函数运算电路3的输出端连接，用于根据与门2和相电压函数运算电路3的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

11.如权利要求10所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：第四比较运算电路包括：

比较器4，其输入端与角度寄存器和7π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与7π/6相比较；

反相器3，其输入端与比较器3的输出端连接，用于根据比较器3的输出信号进行运算；

与门3，其输入端与比较器4和反相器3的输出端连接，用于根据比较器4和反相器3的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路4，其输入端与与门3的输出端连接，用于根据与门3的输出信号通过函数u＝-1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

12.如权利要求11所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：第五比较运算电路包括：

比较器5，其输入端与角度寄存器和9π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与9π/6相比较；

反相器4，其输入端与比较器4的输出端连接，用于根据比较器4的输出信号进行运算；

与门4，其输入端与比较器5和反相器4的输出端连接，用于根据比较器5和反相器4的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路5，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ-π/6)+1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器3，其输入端与与门4和相电压函数运算电路5的输出端连接，用于根据与门4和相电压函数运算电路5的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

13.如权利要求12所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：第六比较运算电路包括：

比较器6，其输入端与角度寄存器和11π/6存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与11π/6相比较；

反相器5，其输入端与比较器5的输出端连接，用于根据比较器5的输出信号进行运算；

与门5，其输入端与比较器6和反相器5的输出端连接，用于根据比较器6和反相器5的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路6，其输入端与角度寄存器的输出端连接，用于根据角度寄存器内的相位角θ通过函数u＝2cos(θ+π/6)-1对相电压的占空比数据进行计算；

乘法器4，其输入端与与门5和相电压函数运算电路6的输出端连接，用于根据与门5和相电压函数运算电路6的输出信号进行运算，并将结果输出至加法器。

14.如权利要求13所述的一种产生三相正弦波的装置，其特征在于：第七比较运算电路包括：

比较器7，其输入端与角度寄存器和2π存储器连接，用于将角度寄存器内的相位角θ与2π相比较；

反相器6，其输入端与比较器6的输出端连接，用于根据比较器6的输出信号进行运算；

与门6，其输入端与比较器7和反相器6的输出端连接，用于根据比较器7和反相器6的输出信号进行运算；

相电压函数运算电路7，其输入端与与门6的输出端连接，用于根据与门6的输出信号通过函数u＝1对相电压的占空比数据进行计算，并将结果输出至加法器。

Images